Effect of High-Temperature Diffusion Annealing on Microstructure of 6Cr5Mo2V1 Alloy Tool Steel

Feng Jianxin; Suo Jinping; Li Cheng; Xia Li; Fang Hailiang; Ni Yanhong

doi:10.20057/j.1003-8620.N260090

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Effect of High-Temperature Diffusion Annealing on Microstructure of 6Cr5Mo2V1 Alloy Tool Steel

Forming and Phase Transition | 更新时间：2026-10-13

- Effect of High-Temperature Diffusion Annealing on Microstructure of 6Cr5Mo2V1 Alloy Tool Steel
- Special Steel Vol. 47, Issue 5, Pages: 123-129(2026)
- 作者机构：
  
  1.先进特殊钢全国重点实验室，黄石435001
  2.大冶特殊钢有限公司，黄石435001
  3.华中科技大学材料科学与工程学院，武汉430074
  4.湘潭大学材料科学与工程学院，湘潭411105
  5.高品质特殊钢湖北省重点实验室，黄石435001
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260090
  CLC： TG156.2
- Received：25 June 2026，
  
  Revised：2026-07-13，
  
  Accepted：17 July 2026，
  
  Published：30 September 2026
- 稿件说明：
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冯建新,索进平,李成等.高温扩散退火对6Cr5Mo2V1合金工具钢微观组织的影响[J].特殊钢,2026,47(05):123-129.

Feng Jianxin,Suo Jinping,Li Cheng,et al.Effect of High-Temperature Diffusion Annealing on Microstructure of 6Cr5Mo2V1 Alloy Tool Steel[J].Special Steel,2026,47(05):123-129.
冯建新,索进平,李成等.高温扩散退火对6Cr5Mo2V1合金工具钢微观组织的影响[J].特殊钢,2026,47(05):123-129. DOI：10.20057/j.1003-8620.N260090.

Feng Jianxin,Suo Jinping,Li Cheng,et al.Effect of High-Temperature Diffusion Annealing on Microstructure of 6Cr5Mo2V1 Alloy Tool Steel[J].Special Steel,2026,47(05):123-129. DOI：10.20057/j.1003-8620.N260090.

摘要

为了研究高温扩散退火对6Cr5Mo2V1合金工具钢微观组织的影响，通过相图热力学计算，采用不同温度的高温扩散退火试验、分析高温扩散退火对6Cr5Mo2V1合金工具钢显微组织和合金元素影响，同时进行摩擦磨损性能验证。结果表明，6Cr5Mo2V合金工具钢在1 230 ℃保温3 h后，富Cr碳化物扩散固溶到基体中，成分偏析得到明显改善。然而，尺寸在10~50 μm的富V和富Mo一次碳化物稳定性高，难以在均质过程中固溶。当扩散退火温度达到1 250 ℃时，低熔点共晶组织复熔，冷却后形成显微孔隙。摩擦磨损试验表明，1 230 ℃扩散退火试样摩擦学稳定性最高。

Abstract

In order to study the effect of high-temperature diffusion annealing on the microstructure of 6Cr5Mo2V1 alloy tool steel， thermodynamic phase diagram calculations were conducted， and high-temperature diffusion annealing experiments at different temperatures were performed to analyze the effects of high-temperature diffusion annealing on the microstructure and alloying elements of 6Cr5Mo2V1 alloy tool steel， while friction and wear performance tests were also carried out. The results show that after holding 6Cr5Mo2V alloy tool steel at 1 230 ℃ for 3 hours， Cr-rich carbides diffuse and dissolve into the matrix， significantly alleviating compositional segregation. However， primary carbides rich in V and Mo with sizes ranging from 10 to 50 μm are highly stable and difficult to dissolve during the homogenization process. When the diffusion annealing temperature reaches 1 250 ℃， the low-melting-point eutectic structure remelts， forming micropores after cooling. Friction and wear tests indicate that samples subjected to 1 230 ℃ diffusion annealing exhibit the highest tribological stability.

关键词

Keywords

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肖晨亮 . 盾构机滚刀刀圈材料DF13钢的热处理组织演变及力学性能优化［D］. 大连：大连理工大学， 2025 .

燕云，冯淑玲，刘宝石，等 . 新型盾构机刀圈用6Cr5Mo2V钢力学性能研究［J］. 模具制造， 2019 ， 19 （ 7 ）： 86 - 89 .

Wang J F ， Wang L Z ， Chen C Y ， et al . Effect of rare earth on primary carbides in H13 die steel and their addition method： A review ［J］. Journal of Iron and Steel Research International ， 2024 ， 31 （ 3 ）： 531 - 551 .

Presoly P ， Gerstl B ， Bernhard C ， et al . Primary carbide formation in tool steels： Potential of selected laboratory methods and potential of partial premelting for the generation of thermodynamic data ［J］. Steel Research International ， 2023 ， 94 （ 4 ）： 2200503 .

谭成，马党参，王华昆，等 . H13钢压铸模具的失效分析［J］. 机械工程材料， 2016 ， 40 （ 1 ）： 106 - 110 .

郭联金，金林奎，彭铁坤 . LD钢TBM滚刀刀圈破损失效分析［J］. 机械研究与应用， 2018 ， 31 （ 2 ）： 159 - 163 .

曹玉龙，周霈祁，唐莉梅，等 . 盾构/TBM滚刀刀圈研制进展［J］. 特殊钢， 2025 ， 46 （ 2 ）： 1 - 12 .

Wang X J ， Yu H ， He S B . Effect of homogenization treatment on microstructure， dendritic segregation， and primary carbides in H13 steel ［J］. Materials ， 2025 ， 18 （ 20 ）： 4785 .

高占江，吴强，徐翔宇，等 . H13钢铸坯一次碳化物分布［J］. 材料与冶金学报， 2025 ， 24 （ 6 ）： 597 - 604+618 .

刘松涛，王奕，朱浩然，等 . H13模具钢模铸坯夹杂物及碳化物分布解析［J］. 冶金分析， 2023 ， 43 （ 12 ）： 8 - 16 .

樊明强，赵英利，李素芳，等 . 扩散退火对H13钢显微组织和成分偏析的影响［J］. 金属热处理， 2024 ， 49 （ 1 ）： 211 - 214 .

韩亚辉 . 4Cr5MoSiV1钢均质化及热加工过程的组织与性能研究［D］. 沈阳：东北大学， 2021 .

邬冬生，邓伟，文辉，等 . 钒含量对时速350 km高铁制动盘用Cr-Mo-V钢奥氏体晶粒长大的影响［J］. 金属热处理， 2023 ， 48 （ 9 ）： 136 - 143 .

刘道正，谢佳璇，龙雨，等 . 基于JMatPro软件对Fe-0.4C-7Mn-3.2Al中锰钢热处理参数的热力学计算模拟［J］. 金属热处理， 2026 ， 51 （ 5 ）： 332 - 338 .

孙晓林，王飞，毛明涛，等 . H13钢中富钒初生碳化物的形成及影响因素［J］. 钢铁， 2018 ， 53 （ 5 ）： 68 - 75 .

毛明涛 . H13钢中的液析碳化物及其控制方法研究［D］. 北京：北京科技大学， 2019 .

林鹏，孙立国，马党参，等 . 压铸模具钢4Cr5Mo2V的组织和碳化物的高温行为［J］. 钢铁研究学报， 2019 ， 31 （ 8 ）： 762 - 769 .

Shewmon P G . Diffusion in Solids ［M］. 2nd ed . Warrendale， Pa .： Minerals， Metals & Materials Society ， 1989 .

岳斌，陈欣钰，左鹏鹏，等 . 高温扩散退火对4Cr5Mo2V热作模具钢液析碳化物溶解行为和晶粒度的影响［J］. 机械工程材料， 2025 ， 49 （ 9 ）： 63 - 70 .

员霄，王井，何冰，等 . H13钢激光相变硬化的组织与性能试验研究［J］. 中国机械工程， 2020 ， 31 （ 4 ）： 432 - 437+444 .

白植雄，左鹏鹏，计杰，等 . 两种热作模具钢的高温摩擦磨损性能［J］. 工程科学学报， 2019 ， 41 （ 7 ）： 906 - 913 .

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